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什么是 Elmendorf 撕裂测试和测试方法

衣服穿久了,由于摩擦使纱线变细,织物内部局部纱线应力断裂而形成裂纹,用作军装、蓬帆、降落伞、吊床等织物,在使用中更容易受到损伤集中载荷的作用,使产品局部破损破裂,织物被物体钩住,或织物局部被托住,在外力作用下使织物撕成两半,织物受到对这种在集中载荷作用下被撕裂的现象,通常称为撕裂。

埃尔门多夫撕裂试验

织物撕裂强力是纺织品的一项重要指标,测定该指标使用的仪器称为织物撕裂试验机,也称为埃尔门多夫(Elmendorf)型织物撕裂强力测定仪,织物撕裂强力测定仪可用于多种织物的撕裂强力测定。

埃尔门多夫撕裂试验原理

它是通过测量摆锤在一定起始高度下落时,将所有的势能转化为动能,然后通过还原其势能转化为用于撕裂织物试样的功,然后根据原始长度测量纺织品样品计算平均撕裂力。 它也被称为 Elmendorf 撕裂强度。

埃尔门多夫撕裂试验原理

 Elmendorf 撕裂测试方法(参考 ASTM D 1424)

范围

1.1 本试验方法用于测定用埃尔门多夫撕裂仪或落锤式仪器单道撕裂织物所需的力值。

1.2 本测试方法适用于大多数织物,包括机织、层状摇粒绒、摇粒绒、毯子和气囊织物,前提是织物在测试过程中不会在与施加力方向交叉的方向上撕裂。 织物可能未经处理、超大尺寸、涂层、树脂处理或其他处理。 湿润或不湿润测试样品的注意事项将在后面分别描述。

1.3 本试验方法仅适用于经编针织物的经向试验。 它不适用于经编针织物的横列方向或大多数其他针织物的任一方向。

1.4 本测试方法主要基于国际单位或美国惯用单位表示的数值,但两者必须分开使用。 美国习惯单位更合适。

1.5 本标准并未解决所有安全问题。 本标准的使用者有责任建立适当的安全和健康实践,并在使用前确定法规限制的适用性。

参考文件

ASTM 标准:2

D 123 纺织品相关术语

D 629 纺织品定量分析的测试方法

D 1776 纺织品调理和测试实践

D 2261 织物撕裂强度的测试方法(单撕裂)程序(恒速拉伸拉伸试验机)

D 2904 产生正态分布数据的纺织品测试方法的实验室间测试实践

D 2906 纺织品精密度和偏差声明的实践3

D 4848 与纺织品的受力、变形和相关特性相关的术语

D 4850 与织物和织物测试方法相关的术语

D 5587 梯形法织物撕裂强度试验方法

术语

3.1 对于与 D13.59 相关的所有术语,纺织品测试方法,通用,请参阅术语 D 4850。

3.2 对于与纺织品的受力、变形和相关性能相关的所有术语,请参阅术语 D 4848。

3.2.1 下列术语与本标准相关:横向、CD、撕裂长度、纵向、MD、撕裂能、撕裂力、抗撕裂性、撕裂强度和织物。

3.3 有关纺织品的所有其他术语,请参阅术语 D 123。

测试方法概述

试样在两个夹具中间留有间隙,试样被撕开一段固定距离,撕裂阻力部分计入仪器的刻度读数,测试结果将根据该读数和摆锤容量计算得出。

意义和用途

5.1 本试验方法是用落锤仪测定织物撕裂强度的验收试验,但建议谨慎,因为技术人员在某些织物上可能无法获得良好的结果。 可能需要按照 5.1.1 中的说明进行对比试验。

5.1.1 如果在使用本测试方法对商业货物进行验收测试时报告的测试结果不同存在争议,采购商和供应商应进行比较测试以确定其实验室之间是否存在统计偏差。 建议为调查偏差提供统计帮助。 双方至少应取一组尽可能同质的测试样品,这些样品应来自一批相关类型的面料。 然后应将这些测试样本以相同的数量随机分配给每个实验室进行测试。 两个实验室的平均结果应使用适当的统计分析和双方在测试开始前选择的可接受的概率水平进行比较。 如果发现偏差,则必须找到并纠正其原因,或者采购商和供应商必须同意在解释未来测试结果时考虑已知的偏差。

5.2 用于自动数据收集的微处理器系统在正确校准后可以提供经济可靠的结果。 参见测试方法 D 2261 和 D 5587。

仪器

6.1 落锤(Elmendorf 型)试验机

测试人员 由固定夹具、可在轴承上自由摆动的摆锤夹具、适用的水平装置、将摆锤保持在升高位置的装置、立即释放摆锤的装置和测力装置组成撕裂标本。

埃尔门多夫撕裂测试仪

6.1.1 可将一把刀安装在固定柱上,用于在样品中进行初始切割,在夹具之间居中,并调整高度,使撕裂距离为 43.0 6 0.15 毫米(1.69 6 0.005 英寸),即,当63.0 毫米(2.5 6 0.005 英寸)宽试样的下边缘靠在夹具底部,刀切末端与试样上边缘之间的距离为 43.0 6 0.15 毫米(1.69 6 0.005 英寸.).

6.1.2 当摆锤处于准备测试的初始位置时,两个夹具之间的距离为 2.5 6 0.25 毫米(0.1 6 0.01 英寸)并对齐,使夹紧的试样位于平行于摆锤轴线的平面内摆锤与连接轴的垂直线和夹具上边缘形成的水平线成 0.480 弧度 (27.5 6 0.5°) 的角度。 轴与夹具上边缘之间的距离为 1036 0.1 毫米(4.055 6 0.004 英寸)。 每个钳口的夹持面至少有 25 毫米(1.0 英寸)宽和 15.9 6 0.1 毫米(0.625 6 0.004 英寸)深。

6.1.3 埃尔门多夫撕裂试验机可以在与摆锤同轴的位置安装一个指针记录撕裂力,也可以用其他计算和显示的方法代替,如数字显示和计算机驱动系统。 首选气动夹具,但也允许使用手动夹具。

6.1.4 织物撕裂强度测试仪应能提供可互换的满量程力范围。 表 A3.1 中显示了典型的满量程范围。

埃尔门多夫撕裂试验

6.2 用于校准 50% 满量程力范围的校准砝码,或 Elmendorf Tearing Tester 制造商描述的其他方法。

6.3 切割模具可以具有图 1 (a) 或 (b) 所示的形状和尺寸。 两种模具均可提供长 100 6 2 毫米(4 6 0.05 英寸)、宽 63 6 0.15 毫米(2.5 6 0.005 英寸)的基本矩形试样,试样顶部边缘有额外的织物,以确保底部试样在测试过程中被撕裂。 试样的临界尺寸是在测试过程中被撕裂的距离 43.0 6 0.15 毫米(1.696 0.005 英寸)。

埃尔门多夫撕裂试验

注 1-图 1(a) 中所示的修改后的模具模型有两个原始模型(图 1(b))中没有的新特征,即样本底部的切口有助于样本在模型中居中夹具和(可选)在将试样插入测试仪之前切割 20.0 毫米(0.75 英寸)狭缝的装置。 这些模具可以订购。

6.4 气压调节器,能够将气压控制在 410 kPa 和 620 kPa(60 psi 和 90 psi)之间,适用时用于空气夹紧。

6.5 切割刀片设置量规,能够为 43 6 0.15 毫米(1.69 6 0.005 英寸)宽的试样留出 63 6 0.15 毫米(2.5 6 0.005 英寸)或等量的切割间隙。

6.6 钳口间距量规 2.5 6 0.25 毫米(0.1 6 0.01 英寸)宽,或等效物。

6.7 油、轻型、非胶合时钟类型。

6.8 硅脂,适用时,用于气动夹具润滑。

6.9 真空吸尘器,如果适用,用于清除传感器上的灰尘和纤维,或类似物。

取样和测试样品

7.1 大样——用于验收测试的大样应从适用的材料规格或买卖双方之间的其他协议中规定的布卷数或布片数中随机抽取。 将这些织物卷或布片视为主要抽样单位。 如果没有这样的协议,卷数或布片数在表 1 中指定。

埃尔门多夫撕裂试验

注 2——买卖双方应考虑从织物中抽取的样本之间的差异,以提供具有有意义的生产者风险、消费者风险、可接受的质量水平和受限质量水平的抽样计划。

7.2 样品——从大样品中的每卷或每块织物中取一块样品,延伸至织物的宽度,沿机器方向延伸约 1 米(1 码)。 对于织物卷,卷的外层或卷芯的内层织物不应作为测试样品。

7.3 测试样品——在 5 和 5 中描述的每个测试条件下,从机器方向的每个实验室取样单元中取 9.1 个样品,并在机器方向上取 9.2 个样品。

7.3.1 试验方向——以试样的长方向为试验方向。

7.3.2 切割试样——确保用于测量机器方向的样本的较长尺寸与机器方向平行。 使用 6.3 中描述的和图 1(a) 或 (b) 中所示的切割模具,酌情在横向上测量样品。 当试样要进行湿试验时,从与干试样相邻的区域切下。 标记它们以进行区分。

7.3.2.1 切割机织织物样品时,注意将纱线在短方向平行于模具对齐,以便在切割切口时,随后的撕裂将发生在这些纱线之间,而不是穿过它们。 在测试有蝴蝶结的织物时,这种预防措施最为重要。

7.3.2.2 切割最具代表性的试样,最好沿实验室样品的对角线切割,且距离边缘的距离不超过其宽度的十分之一。 确保标本没有折痕、褶皱或皱纹。 在处理过程中避免让油、水、油脂等沾到样品上。

仪器的准备和校准

8.1 选择 Elmendorf 测试仪器力范围,使撕裂发生在满量程范围的 20% 和 80% 或 20% 和 60% 之间(如适用)。

注 4—对于标准的 elmendor 撕裂试验装置,满量程力范围的可用部分为 20% 至 80%。 对于高容量 Elmendorf 测试仪器,满量程力范围的可用部分为 20 至 60%。

8.2 配备套准传感器时,检查标尺和互补传感器。 在不接触传感器的情况下小心使用真空吸尘器清除所有松散的纤维和灰尘。

8.3 检查刀具的锋利度、磨损和中心对齐情况。

8.4 对于气动夹具,将夹具气压设置为大约 550 kPa (80 psi)。

8.4.1 最大测量压力不应超过 620 kPa(90 psi),最小测量压力不应小于 410 kPa(60 psi)。

8.5 当使用自动微处理器数据采集系统时,根据 Elmendorf Tearing Tester 制造商的说明设置适当的参数。

空调

9.1 条件 1,标准测试条件。

9.1.1 除非在材料规范或合同订单中另有规定,否则应在 D 1776 中规定的纺织品预处理标准大气中将样品预处理至近似水分平衡。

9.1.2 预处理后,试样应在 D 1776 规定的用于测试纺织品的标准大气中达到水分平衡,或者,如果适用,在进行测试的特定大气中,除非在材料中另有规定规范或合同订单。

9.2 条件 2,湿试样测试条件。

9.2.1 如果在湿试验前规定了退浆处理,则应按照试验方法 D 629 的规定使用不影响织物正常物理性能的退浆处理。

9.2.2 将试样浸入环境温度下的蒸馏水或去离子水容器中,直至完全浸没。

9.2.2.1 浸泡时间必须足以润湿试样,长时间浸泡后撕裂力无明显变化即可证明。 对于不易被水润湿的织物,如经防水或防水材料处理的织物,可在水浴中加入0.1%的非离子润湿剂溶液。

埃尔门多夫撕裂试验 程序

10.1 在测试纺织品的标准环境中测试条件样本,即 21 6 1°C (70 6 2°F) 和 65 6 2% 相对湿度,除非在材料规格或合同订单中另有规定。

10.2 将摆锤置于起始位置,力记录装置置于零力位置。

10.3 对于测试仪狭缝试样:

10.3.1 将试样的长边放在夹具的中央,底边小心地放在挡板上,顶边平行于夹具的顶部。 关闭夹具并在两个夹具上以大致相同的张力固定试样。 试样应自由放置,其上部区域面向摆锤,以确保剪切作用。

10.3.2 使用内置刀片在试样上切出 20 毫米(0.787 英寸)的缝隙,从底部边缘延伸,留下 43.0 6 0.15 毫米(1.69 6 0.005 英寸)的织物待撕裂。

10.4 对于模切或手工切割的样品。

10.4.1 如果使用无接缝模具,在试样长边方向的一个边缘的中心手动切割一条 20 毫米(0.787 英寸)长的接缝。 确保要撕裂的织物的剩余量为 43 6 0.15 毫米(1.69 6 0.005 英寸)。

10.4.2 将试样平行的、无接缝的一面放在夹具中,底边小心地靠在塞子上,顶边平行于夹具的顶部,接缝在夹具的中心。 合上夹具并在两个夹具上以大致相同的张力固定试样。 试样应自由放置,其上部区域面向摆锤,以确保剪切作用。

埃尔门多夫撕裂测试仪

10.5 对于湿试样测试。

10.5.1 从水中取出样品并立即将其安装在正常设置的撕裂试验机上。 将样品从水中取出后 2 分钟内进行测试。 否则,丢弃标本并用另一个标本代替。

10.6 将摆锤止动器向下压到极限并保持不动,直到撕裂完成,摆锤完成向前摆动。 在钟摆向后摆动的临界点之后,抓住钟摆并将其返回到锁定的起始位置。 装备时注意不要扰乱指针的位置。 记录完全撕裂试样所需的刻度读数。

10.6.1 放弃撕裂结果的决定应基于试验期间对样本的观察和材料的固有可变性。 在没有其他标准的情况下,例如在材料规格中,如果发现异常原因,则可以丢弃该值并测试另一个样本。

10.6.2 如果试样在夹具中滑动或撕裂偏离原始接缝的投影超过 6 毫米(0.25 英寸),则拒绝获得读数。 注意测试过程中出现的褶皱。

10.6.3 对于微处理器系统,在决定丢弃撕裂值时,按照织物撕裂强度测试仪制造商的说明从内存中删除该值。 否则,对于某些测试仪器,需要手动计算平均值。

10.6.4 如果在测试期间刻度读数未达到满量程的 20% 或达到满量程的 80% 以上(适用时为 60%,见表 3.1),切换到下一个更低或更高的满量程合适的。 见 8.6。)

10.6.5 记录撕裂是否与正常(平行)撕裂方向交叉,并将试样(如果适用)报告为不可撕裂。

10.7 取出撕裂的试样并继续,直到每个实验室取样单元的每个测试方向和测试条件都记录了五个撕裂。

计算

11.1 撕裂力,单个样本:

11.1.1 标准测试仪器——撕裂度测定

使用等式 1 将单个样本的力精确到满量程范围的 1%。

英尺=卢比*铯/100

其中:

Ft = 撕裂力,cN (gf) 或 lbf,

Rs = 刻度读数,

Cs = 满量程容量,cN (gf) 或 lbf。

11.1.2 重型试验仪器——使用公式 1 确定单个样本的撕​​裂力,精确到满量程范围的 2%。

英尺 = 卢比 * 100

其中:

Ft = 撕裂力,cN (gf) 或 lbf,以及

Rs = 刻度读数,cN (gf) 或 lbf。

11.2 撕裂强度——将织物撕裂强度计算为实验室抽样单位和批次的每个测试方向和测试条件的平均撕裂力,精确到以 cN、(gf) 或 lbf 为单位的满量程范围的 1% .

11.3 标准偏差和变异系数——按要求计算。

11.4 计算机处理数据——当数据自动进行计算机处理时,计算通常包含在相关软件中。 记录从直读刻度读取到最接近的 mN (gf) 的值。 无论如何,建议根据已知属性值和报告中描述的软件验证计算机处理的数据。

报告

12.1 报告 埃尔门多夫撕裂强度 是根据测试方法 D 1424 确定的。描述取样的织物或产品以及使用的取样方法。

注 6 – 一些 Elmendorf 撕裂强度测试仪器可能需要与比例百分比不同的计算方法。 在这些情况下,请参考制造商推荐的计算方法。

12.2 报告适用于材料规格或合同订单的每个实验室抽样单位和批次的以下信息。

12.2.1 每个测试方向和测试条件的 Elmendorf 撕裂强度,按要求。

12.2.2 测试条件(润湿或不润湿)。

12.2.3 起皱,如果它在测试期间出现。

12.2.4 因横向撕裂而被拒收的试验次数。

12.2.5 计算时,标准偏差或变异系数。

12.2.6 对于计算机处理的数据,说明使用的程序(软件)。

12.2.7 Elmendorf 撕裂测试仪的品牌、型号和容量。

12.2.8 使用的夹具类型,手动或气动(包括压力)。

12.2.9 对 Elmendorf 测试方法的任何修改。

 精度和偏差

13.1 总结——比较两个平均值,当所有的观察都是由同一个训练有素的操作员使用相同的设备进行的,并且样本是从织物样本中随机选择的,方差不应超过表 2 中所示的 100 个类似于平均值见表 2。

埃尔门多夫撕裂试验

13.2 Elmendorf 撕裂强度、标准设备、实验室间测试数据——实验室间测试于 1994-1995 年进行,在 11 个实验室中的每个实验室随机选择三种织物样品进行测试。 每个实验室的两名操作员使用测试方法 D 1424 对每种织物的八个样本进行测试。一天测试八个样本中的四个,第二天测试四个样本。 使用 Practice D 2904 和 Practice D 2906 分析数据。Elmendorf 撕裂强度的变化分量以标准偏差表示,计算表 3 中列出的值。三种机织织物类型是

(1) 材料 2-S/1016H,2/1 篮式平纹细纱。

(2) 材质 4-S/0008H,平纹布,细纱。

(3) 材料 5-S/2438,平纹牛津布,细纱。

埃尔门多夫撕裂试验

13.3 精密度——对于表 3 中报告的方差分量,如果观察值的两个平均值等于或超过表 95 中列出的“Elmendorf”撕裂强度的临界差异,则差异应被认为在 2% 概率水平上是显着的。与织物类型和结构相关的差异足够大,足以保证单独呈现方差成分和关键差异。 因此,没有进行多织物比较。

注 7:表中列出的临界方差值应被视为一般性说明,尤其是在实验室精度方面。 在对两个特定实验室做出有意义的陈述之前,必须确定它们之间的统计偏差量(如果有的话),每次比较都基于从一批被评估的织物中获得的最新数据,以便尽可能接近同质,然后等量随机分配到各个实验室。

13.4 偏差——Elmendorf 撕裂强度的值只能使用测试方法来定义。 在此限制内,测试方法 D 1424 没有已知偏差。

 

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